RocketMQ事务消息详解与实战：半消息/TransactionListener/TransactionMQProducer

RocketMQ事务消息详解与实战

背景介绍

在分布式系统中，事务一致性是一个核心挑战。传统数据库事务难以直接应用于跨服务的场景，而分布式消息队列通过异步解耦提供了解决方案。然而，普通消息无法保证生产者的事务操作（如数据库更新）与消息发送的原子性，可能导致数据不一致。例如，订单系统在创建订单后发送消息，若事务失败但消息已发送，下游系统会处理错误数据。

RocketMQ 的事务消息机制解决了这一问题，确保本地事务与消息发送的原子性。它通过"两阶段提交"思想，支持生产者在执行本地事务后决定消息的最终状态（提交或回滚），从而保证一致性。事务消息广泛应用于分布式系统，如电商订单、支付系统等场景。

RocketMQ 对事务消息的支持

RocketMQ 的事务消息基于以下设计：

半消息（Half Message） ：
- 生产者发送的消息首先作为"半消息"存储在 Broker 中，对消费者不可见。
- Broker 等待生产者确认消息状态（提交或回滚）。
事务状态检查：
- 如果生产者未及时确认，Broker 会定时回查生产者的事务状态，决定消息是提交（对消费者可见）还是回滚（丢弃）。
API 支持：
- RocketMQ 提供了 TransactionMQProducer 和 TransactionListener 接口，用于发送事务消息并处理本地事务逻辑。
存储与可靠性：
- 事务消息存储在 Broker 的专用队列中，记录事务状态日志，确保高可用性和一致性。

相较于普通消息，事务消息增加了半消息阶段和状态检查机制，引入了额外的网络交互和回查逻辑，但保证了分布式一致性。

开发中需要调用的 API

在 RocketMQ 中，开发事务消息主要涉及以下 API：

TransactionMQProducer：
- 用于发送事务消息，需配置事务监听器。
- 示例：TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer("groupName");

TransactionListener：

定义本地事务执行和状态回查逻辑，实现以下两个方法：
- executeLocalTransaction：执行本地事务，返回事务状态（COMMIT, ROLLBACK, 或 UNKNOWN）。
- checkLocalTransaction：Broker 回查时调用，返回事务最终状态。

示例：

typescript 复制代码

public class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {
    @Override
    public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
        // 执行本地事务（如数据库操作）
        return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE; // 或 ROLLBACK_MESSAGE, UNKNOWN
    }

    @Override
    public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) {
        // 检查本地事务状态
        return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
    }
}

发送事务消息：
- 使用 producer.sendMessageInTransaction(msg, arg) 发送事务消息，触发 executeLocalTransaction。

配置与启动：

设置 Broker 地址、事务监听器，并启动生产者。

示例：

ini 复制代码

producer.setNamesrvAddr("localhost:9876");
producer.setTransactionListener(new TransactionListenerImpl());
producer.start();

Broker 的处理流程与差异

Broker 在处理事务消息时，与普通消息相比有显著差异：

半消息存储：
- 收到事务消息后，Broker 存储为半消息，写入专门的事务消息队列（RMQ_SYS_TRANS_HALF_TOPIC），对消费者不可见。
事务状态记录：
- Broker 维护事务状态日志，记录半消息的元数据（如事务 ID）。
定时回查：
- Broker 定时（默认 60 秒）检查未确认的半消息，向生产者发送回查请求，调用 checkLocalTransaction 方法。
- 根据返回状态（COMMIT 或 ROLLBACK），Broker 将消息转为普通消息（投递给消费者）或丢弃。
性能开销：
- 事务消息增加了半消息存储、状态管理和回查的开销，吞吐量低于普通消息。
- 但通过异步提交和批量处理，RocketMQ 优化了性能。
与普通消息的差异：
- 普通消息直接存储并对消费者可见，无需状态确认。
- 事务消息引入半消息和回查机制，确保事务一致性，适用于高一致性场景。
- 事务消息需要额外的 Broker 配置（如启用 transactionCheckInterval）。

实战项目：订单系统事务消息

以下是一个电商订单系统的实战案例，展示如何使用 RocketMQ 事务消息确保订单创建与消息发送的一致性。

项目背景

订单服务在创建订单后，需发送消息通知库存服务扣减库存。若订单创建失败，消息不应发送。我们使用 RocketMQ 事务消息保证一致性。

代码实现

java 复制代码

package com.example.rocketmq;

import org.apache.rocketmq.client.producer.LocalTransactionState;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionListener;
import org.apache.rocketmq.client.producer.TransactionMQProducer;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageExt;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class OrderTransactionProducer {
    private static final String NAMESRV_ADDR = "localhost:9876";
    private static final String PRODUCER_GROUP = "order_producer_group";
    private static final String TOPIC = "OrderTopic";

    // 模拟数据库
    private static Map<String, Order> db = new HashMap<>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 初始化事务生产者
        TransactionMQProducer producer = new TransactionMQProducer(PRODUCER_GROUP);
        producer.setNamesrvAddr(NAMESRV_ADDR);
        producer.setTransactionListener(new TransactionListenerImpl());
        producer.start();

        // 模拟订单数据
        String orderId = "ORDER_001";
        Message msg = new Message(TOPIC, ("OrderCreated:" + orderId).getBytes());
        producer.sendMessageInTransaction(msg, orderId);

        // 保持程序运行
        Thread.sleep(60000);
        producer.shutdown();
    }

    static class TransactionListenerImpl implements TransactionListener {
        @Override
        public LocalTransactionState executeLocalTransaction(Message msg, Object arg) {
            String orderId = (String) arg;
            try {
                // 模拟创建订单
                Order order = new Order(orderId, "PENDING");
                db.put(orderId, order);
                System.out.println("Order created: " + orderId);

                // 假设事务成功
                return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("Order creation failed: " + orderId);
                return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
            }
        }

        @Override
        public LocalTransactionState checkLocalTransaction(MessageExt msg) {
            String orderId = new String(msg.getBody()).split(":")[1];
            // 检查订单状态
            Order order = db.get(orderId);
            if (order != null && "PENDING".equals(order.getStatus())) {
                System.out.println("Check: Order exists, commit: " + orderId);
                return LocalTransactionState.COMMIT_MESSAGE;
            }
            System.out.println("Check: Order not found, rollback: " + orderId);
            return LocalTransactionState.ROLLBACK_MESSAGE;
        }
    }

    static class Order {
        private String id;
        private String status;

        public Order(String id, String status) {
            this.id = id;
            this.status = status;
        }

        public String getStatus() {
            return status;
        }
    }
}